大家都知道，我们平时在找路的时候，依靠路标、地图和卫星导航，车子在路上行驶，也大多数靠的是卫星导航。那么火箭在天上翱翔，靠的是什么呢？答案是大名鼎鼎的“惯性导航”。航天员在天上靠什么补充能量呢？答案是航天员能量餐。接下来就让小编揭秘神奇的惯性导航，以及高标准的航天员能量餐吧。
惯性导航是利用惯性传感器，就是加速度计来测量运动体的加速度，陀螺仪来测量角速度，再计算出其位置、速度和姿态等运动状态。
根据牛顿第二定律，也就是F＝ma，我们可以算出物体的位置和速度。要确定三维空间中火箭的状态，光知道加速度还是不够的，还需要知道角速度。而角速度的测量，就是我上面提到的一种传感器—陀螺仪来实现的。它的发明是我们对高速旋转刚体力学问题的研究而得出的结果。
陀螺仪和加速度计，就是惯性导航的传感器部分。正是由于它们是利用物体的“惯性”实现测量位置的，所以也被称之为“惯性器件”，惯性导航便因此得名。陀螺仪和加速度计，作为常见惯导的核心器件，一般以三组正交的方式安装，用于测量载体在三维空间中的角运动和线运动。
除了这两个器件，惯导内部还有通信、供电、支撑、计算等组件。在通电后，惯导可以在初始运动状态基础上，不断测量角速度和加速度，一步步递推出各个时态载体的姿态、速度和位置。当火箭进入浩瀚无垠的容易迷路的太空，惯导神器自然是必不可少的。我们利用它来实现高精度的导航和姿态控制、它是将载荷精准送入预定轨道的重要保障。
根据任务要求的不同，我国的长征系列运载火箭用到的惯导也有多种类型，有动调陀螺四轴平台惯导、捷联式惯导、气浮陀螺平台惯导等。
首先来介绍动力调谐陀螺平台系统。它已初步实现了平台轻小型化及全数字量输出，具备提供全方位姿态信息的功能，并可绕火箭纵轴快速自旋，从而满足双星发射、星日对准及卫星变轨等应用功能需要。8K40X-3A四轴平台还实现了误差系数自标定功能，以提高惯性导航精度。动调陀螺四轴平台系统解决了当时惯性技术领域内的多项技术难题，主要包括：
1)动调陀螺与挠性摆式加速度计精度稳定性提升；
2)全姿态角条件下台体的稳定控制以及全方位晃动条件下台体精确调平；
3)信号饱和状态下平台控制回路快速启动；
4)平台本体结构小型化与温度场优化设计以及三自由度小型低频减振器设计；
5)导电滑环等轴端元器件的可靠性设计。
捷联惯导系统（SINS）是在平台式惯导系统基础上发展而来的，它是一种无框架系统，由三个速率陀螺、三个线加速度计和微型计算机组成。陀螺仪和加速度计直接固连在运载体上。陀螺和加速度计分别用来测量运载体的角运动信息和线运动信息，机载计算机根据这些测量信息解算出运载体的航向、姿态、速度和位置。
捷联惯导系统由于省去了复杂的机电平台，结构简单、体积小、重量轻、成本低、维护简单、可靠性高、还可以通过冗余技术提高其容错能力。并且，由于诸如激光陀螺、光纤陀螺等固态惯性器件的出现，计算机技术的快速发展和计算理论的日益完善，捷联惯导的优越性日趋显露。
气浮陀螺平台惯导主要应用于我国早期远程导弹，其结构如上图所示。其惯性仪表为气浮陀螺和气浮陀螺加速度计，采用了静压气浮轴承、低阻尼伺服控制等关键技术。静压气浮平台也应用于CZ-2C、CZ-2E、CZ-2F等运载火箭型号，并支持我国载人航天任务首次圆满完成。
提及我国首次载人航天飞行时，必须提到一位伟大的航天员——"杨利伟"。在首次升空之前，杨利伟留下了五个字的绝笔：“首飞航天员”，怀着必死的决心迎接这场飞天考验。
对我们而言，“首飞航天员”这五个字象征着荣耀。然而，在那个时代，在中国还没有进行过载人航天任务的前提下，面对未知的一切危险，杨利伟写下这五个字，无疑宛如一首“五字绝笔”，表达出“为有牺牲多壮志，敢叫飞天换新颜”的豪情壮志。
当时，当飞船（神舟5号）上升到3万多米时，运载火箭发生巨大而剧烈的抖动，同时搭载的神舟五号也变得“颠簸”起来。可以将其比喻为驾车行驶在崎岖不平的路面上，汽车会经历剧烈的抖动和颠簸，而坐在车内的人则更加颠簸不已。而神舟五号航天器以第一宇宙速度（7.9km/s）飞行，情况更加严峻。
最终，在经历了26秒的共振后，当神舟5号的整流罩脱离后，这段共振才算结束。需要说明的是，当地面指挥大厅的人员发现航天器出现“耦合振动”现象后，所有人都屏住呼吸，连大气都不敢喘，直到有人看到杨利伟睁开眼睛，才喜极而泣地大喊：“他还活着！他还活着！”
大家是否还记得当时杨利伟在太空中吃东西的经典画面？实际上，那并非杨利伟与大家进行遥控互动，而是他在享用一种特殊的航天食品，称为“航天员太空能量餐”（又称为“太空方便餐”）。
杨利伟在航天飞行进入太空的关键时刻，意识到身体需要迅速补充能量，于是吞下了航天员能量餐，以便快速恢复所需的各种能量。
通常人们在谈论航天食品和航天员能量餐时，往往会将其与压缩饼干类比，并认为它就是一种压缩饼干。
然而，实际上航天员能量餐与普通压缩饼干有着本质区别。
航天员能量餐，又称太空方便餐，是专为神舟飞船和空间站的航天员设计的食品。
众所周知，当载人飞船起飞时，航天员将面临巨大的重力加速度，这会导致他们的身体能量迅速消耗。同样，在飞船返回过程中，穿越“黑障区”，航天员的身体能量也将遭受不小的损耗。
因此，在这种情况下，航天员需要及时补充一种能够快速吸收的特殊食品。航天员能量餐就是能同时满足高能量密度（高能压缩）、多样化原材料、抗疲劳、便携性和快速吸收等特点的一种食品。
江湖辣评：“火箭飞行靠惯导，翱翔太空能量餐。超高科技来赋能，遨游星海宇宙间。”
不知道大家对惯性导航和航天员能量餐还有何疑问，欢迎在评论区留言、讨论！
